RU2520424C2 - Method for complexion digital multispectral images of earth's surface - Google Patents
Method for complexion digital multispectral images of earth's surface Download PDFInfo
- Publication number
- RU2520424C2 RU2520424C2 RU2012129391/08A RU2012129391A RU2520424C2 RU 2520424 C2 RU2520424 C2 RU 2520424C2 RU 2012129391/08 A RU2012129391/08 A RU 2012129391/08A RU 2012129391 A RU2012129391 A RU 2012129391A RU 2520424 C2 RU2520424 C2 RU 2520424C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- image
- images
- informative
- shape
- projections
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Image Processing (AREA)
- Editing Of Facsimile Originals (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к пассивному дистанционному зондированию и радиолокации, а именно к обработке локационных изображений земной поверхности.The present invention relates to passive remote sensing and radar, in particular to the processing of location images of the earth's surface.
Из существующего уровня техники известен способ формирования изображения, описанный в патенте RU 2171499 (опубл. 27.07.2001), который включает сканирование наблюдаемой поверхности с использованием нескольких ПЗС-линеек, имеющих взаимное перекрытие в полосе обзора, получение нескольких цифровых полутоновых изображений, выбор пары изображений, одно из которых принимается в качестве базового, а другое является дополнительным, выделение одноименных объектов на изображениях и объединение изображения путем образования общих областей.The prior art method of image formation is described in patent RU 2171499 (published July 27, 2001), which includes scanning the observed surface using several CCD arrays having mutual overlap in the field of view, obtaining several digital grayscale images, selecting a pair of images , one of which is accepted as the base, and the other is optional, the selection of objects of the same name in the images and combining the image by forming common areas.
Техническим результатом является формирование с увеличенной полосой обзора путем высокоточного бесшовного геометрического и фотометрического совмещения отдельных изображений, получаемых от различных ПЗС-линеек.The technical result is the formation of an enlarged field of view by high-precision seamless geometric and photometric combining of individual images obtained from various CCD arrays.
Недостатком данного способа является необходимость выделения областей одноименных объектов, что требует дополнительных вычислительных затрат, а также получение ПЗС-линейками изображений в одних и тех же диапазонах электромагнитного излучения.The disadvantage of this method is the need to highlight areas of the same name objects, which requires additional computational costs, as well as obtaining CCD image arrays in the same ranges of electromagnetic radiation.
Прототипом данного изобретения является способ комплексирования цифровых многоспектральных полутоновых изображений, описанный в патенте RU 2342701 (опубл. 27.12.2008), который включает получение исходных изображений, разложение каждого исходного изображения на низкочастотные (НЧ) и высокочастотные (ВЧ) компоненты, улучшение характеристик компонент изображений, представляющее собой адаптивную фильтрацию и адаптивную коррекцию яркости и контраста, раздельную обработку НЧ- и ВЧ-компонент изображений, комплексирование компонент изображений, основанное на принципе взвешенного суммирования для каждого пикселя, формирование результирующего изображения. Техническим результатом является получение изображения повышенного качества, содержащего информативные элементы изображений одной и той же сцены, полученных в различных спектральных диапазонах.The prototype of this invention is a method for combining digital multispectral grayscale images described in patent RU 2342701 (publ. 12/27/2008), which includes obtaining source images, decomposing each source image into low-frequency (LF) and high-frequency (HF) components, improving the characteristics of image components , which is an adaptive filtering and adaptive correction of brightness and contrast, separate processing of the low- and high-frequency components of images, the integration of image components, main Based on the principle of weighted summation for each pixel, the formation of the resulting image. The technical result is to obtain an image of high quality containing informative elements of images of the same scene obtained in different spectral ranges.
Технический результат достигается тем, что каждое исходное изображение подвергают многоуровневой декомпозиции вейвлетом Хаара путем быстрого дискретного стационарного двумерного вейвлет-преобразования с целью получения аппроксимирующей составляющей, представляющей из себя НЧ-компоненту изображения, и семейства детализирующих составляющих, являющихся ВЧ-компонентами изображения.The technical result is achieved by the fact that each source image is subjected to multi-level decomposition by a Haar wavelet by means of a fast discrete stationary two-dimensional wavelet transform in order to obtain an approximating component, which is the LF component of the image, and a family of detail components, which are the RF components of the image.
Недостатком указанного способа является необходимость разделения исходного изображения с каждого канала на низкочастотные и высокочастотные компоненты путем декомпозиции вейвлетом Хаара, которая неизбежно приводит к потерям информации и искажениям при резких перепадах яркостей пикселей изображения в виде ступенек разной яркости размером в несколько пикселей.The disadvantage of this method is the need to separate the source image from each channel into low-frequency and high-frequency components by decomposition of the Haar wavelet, which inevitably leads to information loss and distortion during sharp changes in the brightness of the image pixels in the form of steps of different brightness with a size of several pixels.
Технический эффект, на решение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в получении более информативного изображения, содержащего элементы исходных изображений одной и той же сцены, полученных в различных спектральных диапазонах.The technical effect, the solution of which the claimed invention is directed, is to obtain a more informative image containing elements of the original images of the same scene, obtained in different spectral ranges.
Указанный технический эффект от реализации предложенного изобретения достигается за счет того, что в способе комплексирования цифровых многоспектральных изображений земной поверхности, включающем получение исходных изображений, комплексирование компонент, основанное на принципе взвешенного суммирования для каждого пикселя, после получения изображения определяют наиболее информативное изображение путем вычисления собственной энтропии каждого изображения, проводят вычисление морфологической формы наиболее информативного изображения на основе гистограммной сегментации с заданным количеством мод гистограммы, вычисляют морфологические проекции остальных изображений на форму наиболее информативного изображения, а комплексирование изображений проводят с использованием наиболее информативного изображения, которое принимается за базовое, и проекций остальных изображений на форму этого изображения.The indicated technical effect from the implementation of the proposed invention is achieved due to the fact that in the method for combining digital multispectral images of the earth’s surface, which includes obtaining source images, complexing the components based on the principle of weighted summation for each pixel, after obtaining the image, the most informative image is determined by calculating the intrinsic entropy of each image, the morphological form of the most informative image is calculated zheniya histogram-based segmentation of a predetermined number of modes of the histogram is calculated morphological projections rest on the shape of the most informative image of the image, and the image aggregation is performed using the most informative image, which is taken as the base and the projections rest on the shape image of the image.
Способ реализуется путем измерения информативности исходных изображений для последующего выбора опорного изображения, для этого вычисляют собственные энтропии каждого изображения по формулеThe method is implemented by measuring the information content of the source image for the subsequent selection of the reference image, for this, calculate the intrinsic entropies of each image by the formula
где wk(X) - одномерная плотность вероятности изображения X, которая характеризует распределение яркости пикселей по площади изображения.where w k (X) is the one-dimensional probability density of the image X, which characterizes the distribution of pixel brightness over the image area.
Изображение, которое характеризуется наибольшим значением E(X), является более информативным.The image, which is characterized by the highest value of E (X), is more informative.
Прежде чем вычислить морфологическую форму, изображения необходимо определить вспомогательные функции. Модель изображения в однородном поле зрения X представляет собой кусочно-постоянную функциюBefore calculating the morphological form, images need to determine auxiliary functions. The image model in a uniform field of view X is a piecewise constant function
При этом поле зрения X разбито на области Ai∈X, i=1, 2, …, N. Все точки Ai имеют одинаковую яркость ci,Moreover, the field of view of X is divided into regions A i ∈X, i = 1, 2, ..., N. All points A i have the same brightness c i ,
- индикаторная функция множества Ai, Ai∩Aj=⌀ при i≠j, i=1, 2, …, N;
От числа уровней разбиения N зависит точность определения границ областей разбиения. Тогда разбиение изображения на множества одинаковой яркости можно назвать формой изображения и вычислить ее следующим образом:The accuracy of determining the boundaries of the regions of the partition depends on the number of levels of the partition N. Then dividing the image into sets of the same brightness can be called the image shape and calculate it as follows:
Далее проводится вычисление морфологических проекций остальных изображений на форму наиболее информативного изображения:Next, we calculate the morphological projections of the remaining images on the form of the most informative image:
Ортогональная проекция
При этом (g, χi) в выражении (5) представляет собой скалярное произведение двух функций по координатам {x1, …xK):Moreover, (g, χ i ) in expression (5) is the scalar product of two functions with respect to the coordinates {x 1 , ... x K ):
a
Расстояние между изображениями f и g определяется нормой разности f-g:The distance between images f and g is determined by the norm of the difference f-g:
Алгоритм комплексирования основан на принципе взвешенного суммирования пикселей изображения каждого из каналов. Количество каналов N должно быть не менее двух. К наиболее информативному изображению добавляются проекции остальных изображений на форму этого изображения. Каждое дополнительное слагаемое определяет вклад одного из оставшихся каналов в результирующее изображение. Весовыми коэффициентами для одного канала являются расстояния
В результате комплексирования формируется более информативное изображение повышенного качества.As a result of integration, a more informative image of high quality is formed.
Работа алгоритма поясняется структурной схемой на чертеже (фиг.1).The operation of the algorithm is illustrated by the structural diagram in the drawing (figure 1).
После получения исходных двумерных цифровых полутоновых изображений (Img1, Img2, …, ImgN) проводится процедура определения наиболее информативного изображения 1, далее проводится вычисление морфологической формы V наиболее информативного изображения 2, а также вычисление морфологических проекций остальных изображений (PImg1, PImg2, PImgN) на форму наиболее информативного изображения Imgi 3, затем наиболее информативное изображение, а также морфологические проекции остальных изображений на форму наиболее информативного изображения подвергаются процедуре комплексирования 4, основанной на принципе взвешенного суммировании с весовыми коэффициентами, в качестве которых выступают расстояния между базовым изображением и морфологическими проекциями остальных изображений на форму базового изображения.After obtaining the initial two-dimensional digital grayscale images (Img 1 , Img 2 , ..., Img N ), the procedure for determining the most informative image 1 is carried out, then the morphological form V of the most informative image 2 is calculated, as well as the morphological projections of the remaining images are calculated (P Img1 , P Img2 , P ImgN ) on the form of the most informative image Img i 3, then the most informative image, as well as the morphological projections of the remaining images on the form of the most informative image are exposed I’m integrating procedure 4, based on the principle of weighted summation with weight coefficients, which are the distances between the base image and the morphological projections of the remaining images on the shape of the base image.
Технический эффект, достигаемый от предложенного изобретения, заключается в повышении информативности изображений за счет комплексирования измерительной информации от нескольких спектральных каналов на основе спектрозональных различий объектов на изображении.The technical effect achieved from the proposed invention is to increase the information content of images by combining measurement information from several spectral channels based on spectrozonal differences of objects in the image.
В качестве примера рассмотрим полутоновые изображения оптического диапазона электромагнитного излучения в трех спектральных поддиапазонах - красном (R), зеленом (G) и синем (B) соответственно. Данный алгоритм был реализован с помощью пакета MATLAB.As an example, consider halftone images of the optical range of electromagnetic radiation in three spectral sub-bands - red (R), green (G) and blue (B), respectively. This algorithm was implemented using the MATLAB package.
Исходные изображения в трех различных диапазонах R, G и B приведены на фиг.2а, б, в.The original images in three different ranges R, G and B are shown in figa, b, c.
Информативности изображений равны E(R)=7,66; E(G)=7,35; E(B)=6,12, в результате самым информативным является изображение диапазона R.The information content of the images is equal to E (R) = 7.66; E (G) = 7.35; E (B) = 6.12; as a result, the image of the R range is the most informative.
При расчетах весь диапазон яркостей был разбит на несколько поддиапазонов Ai (Ai=8), для которых рассчитывались индикаторные функции, формы и проекции. Результат выделения отличий на сценах по форме
Комплексирование проводится по следующей формуле:Integration is carried out according to the following formula:
Синтезированное изображение показано на фиг.4.The synthesized image is shown in figure 4.
Полученное изображение имеет информативность, равную 7,73, что превосходит информативности каждого из исходных изображений и дает возможность более четко наблюдать объекты сцены при регистрации в различных диапазонах электромагнитного излучения.The resulting image has an information content of 7.73, which exceeds the information content of each of the original images and makes it possible to more clearly observe the objects of the scene during registration in different ranges of electromagnetic radiation.
Предложенный способ комплексирования позволяет повысить информативность изображений и более эффективно использовать данные дистанционного зондирования при дальнейшей обработке и анализе.The proposed method of complexing allows to increase the information content of images and more efficiently use remote sensing data for further processing and analysis.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012129391/08A RU2520424C2 (en) | 2012-07-11 | 2012-07-11 | Method for complexion digital multispectral images of earth's surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012129391/08A RU2520424C2 (en) | 2012-07-11 | 2012-07-11 | Method for complexion digital multispectral images of earth's surface |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012129391A RU2012129391A (en) | 2014-01-20 |
RU2520424C2 true RU2520424C2 (en) | 2014-06-27 |
Family
ID=49944909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012129391/08A RU2520424C2 (en) | 2012-07-11 | 2012-07-11 | Method for complexion digital multispectral images of earth's surface |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2520424C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU182513U1 (en) * | 2017-12-01 | 2018-08-21 | Андрей Викторович Тельный | A device for integrating navigation information of satellite navigation systems (options) |
RU2667800C1 (en) * | 2017-12-26 | 2018-09-24 | Акционерное общество "Научно-технический центр ЭЛИНС" | Method for integrating two digital halftone images |
RU2737699C1 (en) * | 2019-09-13 | 2020-12-02 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for complexing of digital multispectral halftone images |
RU2746038C1 (en) * | 2020-09-05 | 2021-04-06 | Виктор Андреевич Кузнецов | Method for fractal complexing of multifrequency radar images |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2329522C2 (en) * | 2006-06-01 | 2008-07-20 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Adaptive embedding of water marks through several channels |
RU2385494C1 (en) * | 2008-10-22 | 2010-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский инженерно-физический институт (государственный университет) | Method for recognition of cell texture image |
US7751639B1 (en) * | 2005-04-20 | 2010-07-06 | University Of East Anglia | Obtaining intrinsic images |
RU2449326C2 (en) * | 2010-02-24 | 2012-04-27 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Method of determining state of ice cover |
-
2012
- 2012-07-11 RU RU2012129391/08A patent/RU2520424C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7751639B1 (en) * | 2005-04-20 | 2010-07-06 | University Of East Anglia | Obtaining intrinsic images |
RU2329522C2 (en) * | 2006-06-01 | 2008-07-20 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Adaptive embedding of water marks through several channels |
RU2385494C1 (en) * | 2008-10-22 | 2010-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский инженерно-физический институт (государственный университет) | Method for recognition of cell texture image |
RU2449326C2 (en) * | 2010-02-24 | 2012-04-27 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Method of determining state of ice cover |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU182513U1 (en) * | 2017-12-01 | 2018-08-21 | Андрей Викторович Тельный | A device for integrating navigation information of satellite navigation systems (options) |
RU2667800C1 (en) * | 2017-12-26 | 2018-09-24 | Акционерное общество "Научно-технический центр ЭЛИНС" | Method for integrating two digital halftone images |
RU2737699C1 (en) * | 2019-09-13 | 2020-12-02 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for complexing of digital multispectral halftone images |
RU2746038C1 (en) * | 2020-09-05 | 2021-04-06 | Виктор Андреевич Кузнецов | Method for fractal complexing of multifrequency radar images |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012129391A (en) | 2014-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Agrawal et al. | A novel joint histogram equalization based image contrast enhancement | |
CN108805023B (en) | Image detection method, device, computer equipment and storage medium | |
Byun et al. | An area-based image fusion scheme for the integration of SAR and optical satellite imagery | |
US10168526B2 (en) | Cell contour formation apparatus and method of the same, and non-transitory computer readable storage medium storing a cell contour formation program | |
Tomasi | Histograms of oriented gradients | |
US8437054B2 (en) | Methods and systems for identifying regions of substantially uniform color in a digital image | |
CN104966285B (en) | A kind of detection method of salient region | |
WO2016146038A1 (en) | System and method for blind image quality assessment | |
CN103366378B (en) | Based on the no-reference image quality evaluation method of conditional histograms shape coincidence | |
KR20150116833A (en) | Image processor with edge-preserving noise suppression functionality | |
DE102009051826A1 (en) | Method for comparing the similarity of 3D pictorial objects | |
RU2520424C2 (en) | Method for complexion digital multispectral images of earth's surface | |
US9153013B2 (en) | Image processing apparatus, image processing method and computer readable medium | |
US10621722B2 (en) | Iterative analyzing method for a medical image | |
US20150071532A1 (en) | Image processing device, computer-readable recording medium, and image processing method | |
CN115205194B (en) | Image processing-based method, system and device for detecting coverage rate of armyworm plate | |
CN103841410A (en) | Half reference video QoE objective evaluation method based on image feature information | |
CN110866882A (en) | Layered joint bilateral filtering depth map restoration algorithm based on depth confidence | |
CN106846343A (en) | A kind of pathological image feature extracting method based on cluster super-pixel segmentation | |
US7751641B2 (en) | Method and system for digital image enhancement | |
CN117575953A (en) | Detail enhancement method for high-resolution forestry remote sensing image | |
Luo et al. | Saliency-based geometry measurement for image fusion performance | |
CN111445435A (en) | No-reference image quality evaluation method based on multi-block wavelet transform | |
Bong et al. | An efficient and training-free blind image blur assessment in the spatial domain | |
Thriveni | Edge preserving Satellite image enhancement using DWT-PCA based fusion and morphological gradient |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150712 |